楚雄德胜钢铁公司烧结机尾除尘改造实践.pdf

楚雄德胜钢铁公司烧结机尾除尘改造实践 杨丽芳 昆明理工大学, 云南 650093; 昆明冶金高等专科学校, 云南 650033 张志凌 昆明有色冶金设计研究院, 650051 徐晓军 昆明理工大学, 650093 摘要 介绍楚雄德胜钢铁公司 19. 6 m2烧结机尾除尘系统改造工程中使用三电极电除尘器的工艺及有关设计技术问 题, 并根据使用效果进行分析总结。 结果表明, 在设计参数选择恰当的情况下 , 三电极电除尘器对烧结烟气有较好的 除尘效果, 这些经验和操作中存在的问题供烧结机尾除尘工程设计参考。 关键词 烧结 除尘 烟气治理 三电极电除尘器 运行分析 0 前言 楚雄德胜钢铁公司生产区位于云南省禄丰县城 区内 ,原有 19. 6 m 2 烧结机 2台 ,每台烧结机配 1 套除 尘系统,每套除尘系统有烧结机机尾、 热振筛 、 热振筛 下料端、 冷料库进料口、 冷料库出料口 5个抽风点 ,烟 气混合后先进入 1 台 2. 5 m XLP B 旁路旋风除尘 器,然后进入 1 台 20 m 2 两电场板卧式电除尘器, 最 后由 Y5-47No . 12D 锅炉引风机将 2 套除尘系统的烟 气混合后 送往 1. 4 m 40 m 烟 囱排放 。 由于 19. 6 m 2烧结机是在原来 15 m2 烧结机的基础上将皮 带加长改造而成 ,除尘系统没有随之改造 ,加之因矿 物原料成分改变引起粉尘的比电阻 10 9 ～ 10 12 Ψ . cm 增加 ,使原有的 20 m 2 两电场电除尘器不能与生产能 力相匹配, 且原有电除尘器存在设计、安装等方面的 缺点, 各抽风点的集气罩严重损坏, 不仅烧结操作环 境很差,而且排放烟气严重超标。 该污染源为云南省 100 家限期治理达标项目之 一,该项目改造后, 要求烧结车间环境达到国家车间 卫生标准, 排放烟气达到大气污染物综合排放标 准 ,整个工程从签定合同到项目交付使用仅 90 d 时 间,且施工不能影响生产。鉴于以上情况 ,本项目采 取边设计 、 边制造、 边安装的方式, 与生产部门紧密合 作,于 2002年 3 月圆满地完成任务, 经省相关部门监 测后 , 车间空气和烟囱排放的烟气均达到了国家 标准 。 1 设计过程 本次设计仍采用每台烧结机配 1 套除尘系统 ,改 造恢复原有的 5 个抽风点, 除尘流程为 5 个抽风点混合烟气 ※旋风除尘器 ※三电极电 除尘器※ 风机※烟囱 1. 1 设计的基础数据 1 烟气量 设计选取混合后进每套除尘系统烟 气量为36 000 Nm 3 h,经旋风除尘器后进电除尘器烟 气量40 000 Nm 3 h ,最后实测进电除尘器烟气量平均 44 010 Nm 3 h 。 2 烟气成分 与空气成分相同 ,为含尘的热空 气,含湿量低。 3 烟气温度 设计烟气混合后的温度为 80 ～ 150 ℃,进电除尘器的烟气温度为 100 ℃, 最后实测 的烟气温度与设计基本一致。 4 含尘浓度 设计混合后的烟气含尘浓度 15 g m 3 ,经旋风除尘器后进电除尘器的烟气含尘浓 度降为 4. 5 g m 3 ,最后实测进电除尘器的烟气含尘浓 度平均为 3. 87 g m 3 。 5 粉尘成分 总Fe 约占 50,CaO 占10 左右 、 SiO2在10 以下,其余为少量 MgO 等 。粉尘含铁量和 烧结矿的含铁量相近,返回原料系统,重新加以利用。 6 粉尘比电阻 在 10 9 ～ 10 12 Ψ cm 。 7 粉尘磨啄性 粉尘密度大、坚硬 , 且外形粗 糙,磨啄性强。 8 粉尘粘附性 粉尘粘附性强, 含有CaO ,遇水 易结垢、 堵塞设备 。粉尘颗粒细, 粘附在除尘设备内 部不易脱落 。 1. 2 设计思路 设计对各抽风点的抽风罩进行较大的改造,使得 各扬尘点烟气不外漏 ,保证车间的生产环境达到国家 38 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 卫生标准 。 设计进入 2 台旋风除尘器的总工况烟气量为 65 500 m 3 h,现有的 2 台 XLP B 型 2. 5 m 单管旋风 除尘器仍可使用 。 设计电除尘器进口烟气温度 100 ℃, 总工况烟气 量67 500 m 3 h ,现有 2 台电除尘器不仅结构陈旧, 而 且由于多年未使用 ,壳体及内部阴阳极损坏严重, 并 且电除尘器的面积过小不能满足要求, 需对电除尘器 进行较大的改造 ,电除尘器若采用三电场则由于现场 位置的限制 ,土建改动大, 施工周期长 ,工程费用高, 不可取。经多方案比选后认为采用两电场的电除尘 器比较合理 ,为了保证除尘效率, 需保证足够的收尘 面积及烟气停留时间, 设计选择较大的过流面积、较 低的烟气流速 , 经计算后采用 30 m 2 两电场电除尘 器, 烟气断面 流速为 0. 63 m s, 有效驱 进速度为 0. 09 m s,收尘总面积为1 360 m 2 。 现有风机的风量已不能满足要求 ,需将风机更换 为Y4 -68NO. 12. 5D, 转速1 450 r min, 流量68 971 m 3 h , 全压3 697 Pa ,配套电机 Y315S-4 110 kW。 现有烟囱经复核后仍能使用。 2 主要技术特点 2. 1 扬尘点密闭罩的设计特点 2. 1. 1 机尾采用大容积密闭罩 烧结机尾烟气运动激烈, 且温度高 ,具有强烈的 上浮趋势, 设计采用大容积密闭罩, 使激烈运动的含 尘气流得以缓冲 ,抽气点设在密闭罩的顶部 ,因势利 导,将上升的含尘热气流抽出 ,以减少机尾粉尘外逸, 降低除尘抽风量 。 2. 1. 2 延长机尾密闭罩 机尾密闭罩向烧结机方向延长 ,将最末几个真空 箱上部的台车全部密闭, 利用真空箱的抽力 ,通过台 车料层抽取密闭罩内的含尘废气, 以降低机尾除尘抽 风量 。 2. 2 电除尘器的设计特点 电除尘器是除尘系统的核心设备, 本次改造采用 三电极管极式 30 m 2 两电场电除尘器,该电除尘技术 为日本研究开发 ,我国首先在宝山钢铁总厂引进, 在 我国最大的烧结机 宝山钢铁总厂的二期及三期 工程的 450 m 2 烧结机机尾除尘, 采用该种结构的 214 m 2三电场电除尘器 ,除尘效率达到 99. 6以上 。 2. 2. 1 常规电除尘器与三电极管极式电除尘器的电 场分布比较 如图 1、 2 所示 ,常规电除尘器中,只有电晕极 RS 芒刺 附近的部分区域 放电区 为有效电场 ,粉尘粒 子的荷电和向集尘极移动沉降均在该有效电场范围 内,其余空间仅为烟气过流的通道; 而管极式电除尘 器由于在两个电晕电极之间加入了辅助第三电极 ,根 据三电极结构的放电特性 ,除尘通道中任意两根电晕 极之间的区域都被明确地分为非均匀电场和均匀电 场,非均匀电场主要完成粉尘粒子荷电和部分地向集 尘极沉降, 均匀电场则继续完成荷电粉尘粒子的沉 降,从而大大增加了电场的有效范围 。 图1 电场分布图 图2 极配结构图 2. 2. 2 三电极管极式电收尘器的除尘优点 图1 和图2 表示了三电极电收尘器的结构特点, 放电极为鱼骨状电晕线, 辅助电极与集尘极相同, 均 为直径相同的钢管 ,由其布置可以看出 , 鱼骨状电极 的针尖对准辅助电极 ,辅助电极接负极, 通过调整 A、 B 、C、 D 、E 各参数,均可满足各种不同粉尘捕集的需 39 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 要,操作温度可达 600 ℃, 适应粉尘比电阻范围为 10 2 ～ 10 13～ 14 Ψ cm ,可捕集粉尘粒度最小为 0. 001 μ m 级,进口含尘浓度可放宽到1 000～ 1 200 g m 3 ,气体在 除尘器内的速度一般在 0. 68～ 1. 17 m s,带电尘粒在 电场内的驱进速度为 6～ 16 cm s, 排放气体的含尘浓 度可达 15 ～ 35 mg m 3 。 当处理粉尘 的比电阻 10 10 Ψ cm 时, 由于反电晕产 生大量带正电的尘粒 ,能被接负电的辅助电极有效的 吸附 ,仍保持了良好的除尘效果。 总之 ,该种电除尘器由于在电场内增加了辅助电 极 第三电极 , 从而形成了一个不断重复的双区电 场,即荷电收尘区和均匀电场收尘区, 荷电粉尘在均 强电场中驱进速度明显提高, 根据德意希方程式 η 1-e -A Qω ,与普通的板式电除尘器相比, 在横截面 积和除尘效率相同的情况下 , 收尘极总面积增加了 10～ 20; 由于设计采用了普通的同极间距 2A 300 mm , 保证了收尘极表面电流密度的均匀性; 设计 中放电极与辅助电极之间的距离 C10 m 适 用,并经实际设计项目检验是正确的。 此设计项目现在已经运行了近半年 ,运行十分稳 定,酸洗槽内没有酸雾逸出。通过对运行中的装置进 行了现场检测, 结果表明 ,各吸风口吸风量基本一致, 标准方差为 0. 05, 达到了均匀吸风的目的 。同时将 吹吸流场中速度最小的地方作为速度控制点 ,发现当 轴心速度 4 m s 时 设计装置的吹吸气流轴心速度 为4. 42 m s , 吹吸气流很不稳定 ,很容易被下面的酸 雾冲散 ,造成酸雾外逸 , 同时吹吸气流的卷吸作用大 大减弱 ,对酸雾的捕集效率大打折扣, 说明这个工业 装置的设计是基本成功的 ,这个速度既可以保证酸雾 的捕集效率 ,同时又不至于速度太大而消耗大量的动 力,基本达到了用最小的动力获得最高捕集酸雾效率 的目的。实践证明, 设计采用的公式及计算方法是适 用的 。 参考文献 [ 1] 陆耀庆. 供暖通风设计手册. 北京 中国建筑工业出版社, 1987. 728. 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Keywords anaerobic -aerobic biological filter AABF, municipal wastewater and bio -film USINGCORRUGATEDUNDERFLOWWETLANDTOTREATLOWCONCENTRATION DOMESTIC WASTEWATERZeng Xiangying Zhang Beiping Sun Gaosheng 26 Abstract It was studied the removal effect of organisms, N and P in domestic wastewater by a corrugated underflow wetland subjected to different hydraulic loadings. The low, medium and high hydraulic loadings were 0. 2 m3 m2d, 0. 4 m3 m2d and 0. 8 m3 m2d respectively. The results showed that hydraulic loading had a certain effect on the removal rate of CODCrand TP, i. e. the removal rate was decreased with increase in hydraulic loading; it almost had no effect on the removal rate of NH3-N and TN. Keywords corrugated underflow wetland, domestic sewage and hydraulic loading THE FEASIBILITY STUDY OFELECTRO-COAGULATION FOR PRETREATING LEACHATEYang Jidong ZhaoYongsheng Zhao Xiaobo 29 Abstract A study of pretreatment of leachate by electro -coagulation was carried out. Using Fe anode and stainless steel cathode, electrode spacing was 1. 5 cm, current intensity was 50 mA cm2and electrolytic time was 90minutes without adding electrolyte. The removal rates of CODCrand NH 4reached 57. 6 and 40. 1 respectively, the BOD5 CODCrratio was improved from 0. 15 to 0. 32. So this reached a good pretreatment effect. Keywords leachate, pretreat, eletro -coagulation and biochemical degradability TREATMENT OF DOMESTIC WASTEWATER REUSE AND CLEANING OF MEMBRANT BY SMBRDong Lijing Xu Gaotian Tang Fanmin 31 Abstract CASS cyclic activated sludge systemprocess and membrane filtration were combined to be a SMBR submerged membrane bioreactor. The study was onfeasibility of this SMBR usedinreclamation of domesticwastewater. The fitting operation conditionwasdetermined as HRT4 h, dissolved oxygen DOabout 4 mg L, temperature was controlled at 23～ 27 ℃, pH6. 5～ 8. 0. Under the conditions, disposal impacts to actual domestic wastewater were studied. At the same time, the of the membrane cleaning was also studied. Keywords SMBR, ultrafiltration membrane and cleaning of membrane ANALYSIS OF PARAMETER OF PLASMA DESULFURIZING TECHNOLOGY Yi Chengwu Lu Congxiang Xu Wei et al 34 Abstract SO2is removed from the simulated gas streams using non -thermal plasma which can be ed by the strong ionization discharge of dielectric barrier. The influence of these factors on desulfurization rate was analyzed. The multiple linear regression model was founded and the significance level of these influence variableswas analyzed by the of simple regression orthogonal design, the quantitative rule of experiment target and single variable is concluded. it was also found out the condition association of the optimum experiment conditions by optimization of the model. Keywords non -thermal plasma, dielectric barrier discharge, simple regression orthogonal design and desulfurization DEDUSTING RE OF SINTERING MACHINE FOR CHUXIONG DESHENG IRON AND STEEL COMPANYYang Lifang Zhang Zhiling Xu Xiaojun 38 Abstract It is introduced some technical and design problems of three -electrodes electrostatic dust catchers, which have been used in the dust -removing of the end of 19 . 6 m2sintering machine used for Chuxiong Desheng Iron andSteel Company. By analysis and summarization of use effect, it is indicated that in the case of designing parameter is suitable, the effect of dust-removing of sintering smoke is better. These potential problems of experiences and operation also provide a reference for some plants that will design sintering machines. Keywords sintering, dust -removing, treatment of flue gas, electrostatic dust catcher, sintering flue gas, re of purifying systems, electrostatic dust catcher of three -electrode and running analysis OPTIMIZATION DESIGN OF COLLECTION OF ACID MIST FOR LONG PICKLING TANK Qi Meifu Liu Yamin 42 Abstract Blowing and absorbing hood is usually used for collecting acid mist in storage battery and short pickling tanks. The blowing and absorbing hood is used for a long pickling tank, whose length is more than 10 meters. The common design s for pickling tanks were analysed, and a long pickling tank 14 mwas designed. It is proved that the analysis and parameters are correct. Keywords long acid -washed flume, collection of acid mist, blowing absorbing hood and absorb breeze evenly 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 5,Oct. , 2006